車用高強(qiáng)度鋼板熱沖壓工藝改進(jìn)研究及應(yīng)用.pdf

1、高強(qiáng)度鋼板熱沖壓成形技術(shù)能夠同時(shí)解決汽車輕量化和碰撞安全這對(duì)矛盾，對(duì)制造節(jié)能、環(huán)保和安全的汽車具有重要意義。本文對(duì)高強(qiáng)度鋼板22MnB5的熱沖壓工藝改進(jìn)及熱沖壓零件在車身輕量化和碰撞安全中的應(yīng)用進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)和仿真研究。
　　進(jìn)行了熱沖壓基本工藝參數(shù)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)研究，獲得了奧氏體化參數(shù)加熱溫度、保溫時(shí)間以及冷卻速率等對(duì)熱沖壓后材料機(jī)械性能的影響規(guī)律?；诤穸?.6mm熱沖壓高強(qiáng)度鋼板22MnB5的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:基本工藝參數(shù)改進(jìn)后的最佳

2、加熱溫度為900℃～950℃，最佳保溫時(shí)間為2min～4min，最佳冷卻速率為36℃/s～173℃/s，基于改進(jìn)工藝的熱沖壓零件材料兼具高強(qiáng)度和良好塑性。
　　基于U形熱沖壓實(shí)驗(yàn)和ABAQUS有限元仿真、復(fù)雜形狀零件熱沖壓實(shí)驗(yàn)和Dynaform有限元仿真，進(jìn)行了熱沖壓關(guān)鍵工藝改進(jìn)研究。獲得了快速急冷工藝對(duì)熱沖壓件淬火速率、淬火均勻性、微觀組織、機(jī)械性能、回彈和成形性能的影響規(guī)律。實(shí)驗(yàn)和仿真結(jié)果表明:成形溫度在600℃～700℃時(shí)，

3、板料的平均冷卻速率達(dá)到30℃/s以上，實(shí)現(xiàn)了板料的淬火，微觀組織轉(zhuǎn)變?yōu)闂l狀馬氏體，抗拉強(qiáng)度達(dá)到1500MPa以上;同時(shí)，U形熱沖壓件的回彈△H絕對(duì)值小于0.3mm，滿足成形精度要求;成形溫度650℃材料硬化指數(shù)高、成形性能好，復(fù)雜形狀熱沖壓件沒(méi)有出現(xiàn)破裂。采用快速急冷工藝，將高溫板料快速急冷至合適溫度再熱沖壓成形，能夠顯著改善板料的成形性能，同時(shí)提高其淬火速率、獲得滿足機(jī)械性能和形狀精度要求的熱沖壓件。
　　根據(jù)改進(jìn)工藝制造了熱沖

4、壓車門防撞梁，測(cè)試了其材料性能、成形性能、抗彎性能和吸能性能等。實(shí)驗(yàn)和仿真結(jié)果表明:成形溫度650℃熱沖壓車門防撞梁最大抗彎載荷可以達(dá)到14.58kN、最大動(dòng)態(tài)沖擊吸能達(dá)到2.25kJ，兼具高強(qiáng)度和良好的塑性變形吸能能力，綜合性能最優(yōu)，改進(jìn)工藝熱沖壓車門防撞梁更適合抵抗側(cè)面碰撞。采用熱沖壓車門防撞梁和B柱對(duì)車身側(cè)圍結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，并基于LS-DYNA進(jìn)行了整車側(cè)碰仿真優(yōu)化分析，采用1.6mm熱沖壓成形車門防撞梁替換2.5mm DP80